DE19601660C2 - Sicherheitsschaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltungsanordnung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Sicherheitsschaltungsanordnung ist in der DE 42 42 792 A1 be­ schrieben. Die Inbetriebsetzung des Arbeitsgeräts erfolgt in Abhängigkeit eines Sensorschaltsignals, welches von einem Sensor, beispielsweise einer Licht­ schranke, generiert wird. Bei fehlerfreiem Betrieb werden bei einem bestimmten Schaltzustand des Sensors mittels der Sicherheitsschaltungsanordnung zwei Aktoren aktiviert, so daß das Arbeitsgerät in Betrieb gesetzt wird. Die Sicher­ heitsschaltungsanordnung weist zwei den Aktoren vorgeordnete Hauptschalter auf, deren Funktionsprüfung mittels zweier Hilfsschalter, die von einem Testge­ nerator kurzzeitig geöffnet werden, erfolgt. Bei Betätigen der Hilfsschalter müssen im fehlerfreien Betrieb die zugeordneten Hauptschalter kurzzeitig ihren Betriebszustand ändern.

Die Änderung der Schaltzustände der Hauptschalter erfolgt so kurzzeitig, daß sich der Zustand der Aktoren aufgrund ihrer Trägheit nicht ändert.

Somit ist der Schaltzustand der Aktoren durch die Signalzustände des Sensors jederzeit fest vorgegeben.

Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist, daß diese bei komplexen Über­ wachungseinrichtungen nur mit einer begrenzten Verfügbarkeit einsetzbar sind. Bei komplexen Überwachungseinrichtungen, die beispielsweise zur Überwa­ chung des Zugangs zu Fließbandanlagen oder Maschinenanlagen eingesetzt werden, sind zur Überwachung üblicherweise eine Vielzahl von Sensoren not­ wendig.

Müßte für jeden Sensor eine Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art vorgesehen werden, so wäre der Schaltungsaufwand erheblich.

Ferner ist bei derartigen komplexen Anlagen zu berücksichtigen, daß bei einer großflächigen Anlage, die mit einer Vielzahl von Sensoren abgesichert wird, oftmals nur lokal und zu bestimmten Zeitpunkten eine gefahrbringende Situation entstehen kann.

Ist jedoch die gesamte Anlage über die gesamte Zeitdauer von Sensoren über­ wacht, so würde beispielsweise ein Ansprechen eines Sensors auf einen Objekt­ eingriff sofort den Stillstand der Anlage bedeuten, auch wenn der Objekteingriff zu diesem Zeitpunkt keine Gefahrensituation auslösen kann. Durch derartige un­ nötige Betriebsunterbrechungen wird die Verfügbarkeit derartiger Anlagen be­ trächtlich eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Sicherheitsschaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung des Sicherheitsniveaus eine möglichst hohe Systemverfügbarkeit gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Ansprüchen 2 bis 17 beschrieben.

Erfindungsgemäß ist an die Sicherheitsschaltungsanordnung eine Überbrüc­ kungsschaltung angeschlossen, an welche ein oder mehrere Signalgeber ange­ schlossen sind. Die Signale der Signalgeber werden in der Überbrückungs­ schaltung ausgewertet. In Abhängigkeit der Signalzustände dieser Signalgeber wird ein Überbrückungssignal erzeugt, welches in die Sicherheitsschaltungsan­ ordnung eingelesen wird. Dieses Überbrückungssignal bewirkt, daß über die Sicherheitsschalteranordnung ein Sensor oder mehrere Sensoren überbrückt werden. Dadurch wird erreicht, daß zu vorgegebenen Zeiten, welche durch die Dauer der Überbrückungssignale vorgegeben ist, bestimmte Sensoren die Schaltzustände der Aktoren nicht mehr beeinflussen. Die Dauer der Überbrüc­ kungssignale ist wiederum durch die Signalzustände der an die Überbrüc­ kungsschaltung angeschlossenen Signalgeber bestimmt.

Durch ein derartiges Überbrücken von Sensoren beeinflussen gezielt nur diejeni­ gen Sensoren den Aktor, welche zur Abwendung von Gefahrensituationen not­ wendig sind.

Ein Beispiel hierfür ist die Überwachung des Vorfelds einer längs einer defi­ nierten Bahn bewegbaren Maschine, beispielsweise einer holzverarbeitenden Maschine. Das Vorfeld der Bahn wird mit mehreren an die Sicherheitsschal­ tungsanordnung angeschlossenen Sensoren überwacht, wobei jeder Sensor einen bestimmten Abschnitt des Vorfelds überwacht.

Eine Gefahr von Personen geht allein von der Maschine aus, so daß zum Schutz von Personen lediglich der Abschnitt des Vorfelds überwacht werden muß, in welchem die Maschine angeordnet ist. In den übrigen Abschnitten können keine gefahrbringenden Situationen entstehen. In diesen Abschnitten ist ein Anspre­ chen eines Sensors beispielsweise durch Eintritt einer Person nicht sicherheits­ kritisch. Ein Abschalten der Maschine infolge des Ansprechens des Sensores wäre demzufolge unnötig.

Um die Verfügbarkeit der Maschine nicht unnötig einzuschränken sind längs der Bahn mehrere Signalgeber angeordnet, welche die Position der Maschine erfas­ sen. Die Signalzustände der Signalgeber generieren in der Überbrüc­ kungsschaltung Überbrückungssignale, die in der Sicherheitsschaltungsanord­ nung zur Deaktivierung der Sensoren führen, welche außerhalb des Bereichs der Maschine sind.

Durch diese Überbrückung der nicht sicherheitsrelevanten Sensoren wird zu je­ dem Zeitpunkt nur der tatsächlich gefährdete Abschnitt des Vorfelds überwacht. Sensorsignale von Sensoren außerhalb dieses Abschnitts führen nicht zu einem Abschalten der Maschine, wodurch die Verfügbarkeit der Maschine beträchtlich erhöht wird ohne das Sicherheitsniveau der Überwachungsanordnung zu redu­ zieren.

Zur Gewährleistung der Funktionssicherheit und des Sicherheitsniveaus werden die Überbrückungssignale in der Sicherheitsschaltungsanordnung zyklisch über­ prüft. Die Überbrückungsschaltung weist vorteilhafterweise dasselbe Sicherheits­ niveau wie die Sicherheitsschaltungsanordnung auf.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der Sicherheitsschaltungsanordnung mit der daran angeschlossenen Überbrückungsschaltung

Fig. 2 Ein Blockschaltbild der Sicherheitsschaltungsanordnung

Fig. 3 Impulsdiagramm der vom Sensor gesendeten und empfangenen Signale

Fig. 4 Impulsdiagramm der Überbrückungssignale und der zugehörigen Testimpulse

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsschaltungsanordnung 1 zum Aktivieren und Deaktivieren zweier ein Arbeitsgerät 2 in Betrieb setzender Aktoren 3. Die Aktoren 3 sind vorzugsweise als zwangsgeführte Relais ausge­ bildet. Das Arbeitsgerät 2 ist beispielsweise von einer Werkzeugmaschine ge­ bildet. Das Aktivieren oder Deaktivieren der Aktoren 3 erfolgt in Abhängigkeit von Sensorschaltsignalen eines Sensors 4 mit einem Sender 5 und einem Emp­ fänger 6, welche an die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 angeschlossen sind. Vorzugsweise ist der Sensor 4 als Lichtschranke ausgebildet.

Der Sensor 4 ist im Vorfeld der Werkzeugmaschine installiert und dient zur Zu­ trittskontrolle von Personen und Objekten. Um eine Gefährdung von Personen zu vermeiden wird das Arbeitsgerät 2 nur dann in Betrieb gesetzt, wenn sich keine Person im Vorfeld befindet und der Sensor 4 demzufolge das Sensorschaltsignal "frei" an die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 liefert. Dieser Signalzustand bedeutet, daß die von Sender 4 emittierten Sendelichtstrahlen 7 ungehindert zum Empfänger 6 gelangen.

In diesem Fall und bei fehlerfreiem Betrieb des Sensors 4 und der Sicherheits­ schaltungsanordnung 1 werden durch das Sensorschaltsignal beide Aktoren 3 aktiviert. Nur wenn beide Aktoren 3 aktiviert sind, wird das Arbeitsgerät 2 in Betrieb gesetzt. Zur Funktionsüberprüfung werden der Sensor 4 und die Sicher­ heitsschaltungsanordnung zyklisch überprüft. Liegt ein Fehler in diesem System vor oder liefert der Sensor 4 das Sensorschaltsignal "nicht frei", so wird wenig­ stens einer der Aktoren 3 deaktiviert und das Arbeitsgerät 2 ist außer Betrieb gesetzt.

Das Arbeitsgerät 2 kann zwischen zwei verschiedenen Endpositionen verfahrbar angeordnet sein. In einer Endposition ist das Arbeitsgerät 2 außerhalb des vom Sensor 4 erfaßten Bereichs und für Personen nicht zugänglich. In diesem Fall ist ein Eintreten von Personen in den vom Sensor 4 überwachten Bereich nicht gefahrbringend. In der zweiten Endposition ist das Arbeitsgerät 2 in der ein­ gangs beschriebenen Postition, so daß ein Zutritt einer Person in den vom Sen­ sor 4 überwachten Bereich gefahrbringend ist, da diese von dem Arbeitsgerät 2 erfaßt und gegebenenfalls verletzt werden kann.

Zur Erfassung der Position des Arbeitsgeräts 2 sind zwei vorzugsweise neben­ einander angeordnete und als Lichtschranken ausgebildete Signalgeber 8 vorge­ sehen. Die Sender 9 und Empfänger 10 der Signalgeber 8 sind jeweils an ge­ genüberliegenden Seiten des Arbeitsgeräts 2 angeordnet, so daß durch die Unterbrechung der von den Sendern 9 zu den Empfängern 10 geführten Sende­ lichtstrahlen 11 die Bewegungsrichtung des Arbeitsgeräts 2 erfaßbar ist.

Die Signalgeber 8 sind an eine Überbrückungsschaltung 12 angeschlossen, welche an die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 angeschlossen ist. Die Über­ brückungsschaltung 12 ist zweckmäßigerweise von einem Microcontroller gebildet. Zur Erhöhung des Funktionssicherheit kann die Überbrückungsschaltung 12 redundant mit zwei identischen Microcontrollern aufgebaut sein.

Prinzipiell können die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 und die Überbrüc­ kungsschaltung 12 in einer gemeinsamen Schaltung integriert sein. Im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch beide Schaltungen als separate Ein­ heiten vorgesehen.

In Abhängigkeit der Signale der Signalgeber 8 wird in der Überbrückungs­ schaltung 12 ein Überbrückungssignal erzeugt und in die Sicherheitsschaltungs­ anordnung 1 eingelesen.

Ist das Arbeitsgerät 2 in der ersten Endposition, in der eine Personengefährdung ausgeschlossen ist, so wird ein Überbrückungssignal an die Sicherheitsschal­ tungsanordnung 1 übertragen. Eine Übertragung des Überbrückungssignals er­ folgt nur solange wie das Arbeitsgerät 2 in der ersten Endposition angeordnet ist, nicht jedoch wenn das Arbeitsgerät 2 in der gefahrbringenden zweiten End­ position ist.

In der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 wird das Überbrückungssignal ausge­ wertet. Dabei wird der Sensor 4 dann überbrückt, wenn ein Überbrückungs­ signal vorliegt. Durch das Überbrücken des Sensores 4 beeinflussen die Signal­ zustände die Aktoren 3 nicht mehr.

Zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen werden nicht nur die Funktionen der Überbrückungsschaltung 12 zyklisch geprüft sondern auch die Funktionen der angeschlossenen Signalgeber 8. Hierzu können die Signalgeber 8 entweder je­ weils redundant ausgelegt sein. Alternativ kann eine Steuereinheit 13, beispiels­ weise eine SPS-Steuerung, an die Überbrückungsschaltung 12 angeschlossen sein, wobei der Anschluß zweckmäßigerweise zweikanalig ausgelegt ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Überbrückungsschaltung 12 mit der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 über zwei Zuleitungen 14, 14' verbunden. Über eine erste Zuleitung 14 werden von einem Ausgang des Microcontrollers der Überbrückungsschaltung 12 die Überbrückungssignale in die Sicherheits­ schaltungsanordnung 1 übertragen. Über die zweite Zuleitung 14' werden zur Funktionsüberprüfung von der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 Testimpulse in die Überbrückungsschaltung 12 eingelesen, wodurch im fehlerfreien Fall die Übertragungssignale kurzzeitig geändert werden. Zweckmäßigerweise werden die Testimpulse nur dann eingelesen, wenn ein Überbrückungssignal in die Si­ cherheitsschaltungsanordnung 1 eingelesen wird.

Eine derartige einfache Kopplung zwischen Sicherheitsschaltungsanordnung 1 und Überbrückungsschaltung 12 ist inbesondere dann möglich, wenn nur ein Sensor 4 an die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 angeschlossen ist, da in diesem Fall eine eindeutige Zuordnung zwischen den Signalen der Signalgeber 8 und dem Sensor 4 existiert.

Für den Fall, daß mehrere Sensoren 4 an verschiedenen Eingängen der Sicher­ heitsschaltungsanordnung 1 angeschlossen sind, sind folgende Erweiterungen der vorbeschriebenene Anordnung möglich:
In der Auswerteeinheit der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 kann abgespeichert sein, welche Sensoren 4 bei Vorliegen des Überbrückungssignals zu überbrüc­ ken sind.

Alternativ kann dem Überbrückungssignal eine Kennung aufgeprägt sein, welche von den Signalzuständen der Signalgeber 8 abhängig ist. Diese Kennung wird in der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 dekodiert. Ensprechend der einge­ lesenen Kennung werden dann bei Vorliegen des Überbrückungssignals be­ stimmte Sensoren 4 überbrückt.

Schließlich können die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 und die Überbrüc­ kungsschaltung 12 über mehrere Paare von Zuleitungen 14, 14' verbunden sein.

In Abhängigkeit der jeweils anstehenden Signalwerte der Signalgeber 8 wird jeweils über eine bestimmte Zuleitung 14 ein Übertragungssignal an die Sicher­ heitsschaltungsanordnung 1 übertragen. Dort wird der betreffende aktivierte Ein­ gang, über welchen das Überbrückungssignal eingelesen wird, registriert und in Abhängigkeit davon eine bestimmte Anzahl von Sensoren 4 überbrückt.

In jedem Fall existiert eine eindeutige Zuordnung zwischen den aktuellen Signalwerten der Signalgeber 8 und den überbrückten Sensoren 4.

Für den Fall, daß mehrere als Lichtschranken ausgebildete Sensoren 4 an die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 angeschlossen sind, werden die Aktoren 3 nur dann aktiviert, wenn sämtliche nicht überbrückte Sensoren den Signalzustand "frei" annehmen. Ansonsten werden die Aktoren 3 deaktiviert, so daß das Ar­ beitsgerät 2 nicht aktiviert wird.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 darge­ stellt. Diese weist eine redundant aufgebaute Auswerteeinheit bestehend aus einem Microcontroller 15, welche von einem Watchdog 16 angesteuert wird, und einer Testschaltung 17 auf. Die Testschaltung 17 kann von einem weiteren Watchdog oder einem Monoflop gebildet sein.

Für den Anschluß des Senders 5 und des Empfängers 6 sind ein Senderausgang 18 sowie ein Empfängereingang 19 vorgesehen. Für den Anschluß der Über­ brückungsschaltung 12 sind der Überbrückungseingang 20 und der Überbrüc­ kungsausgang 21 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sendet der Sender 5 des Sensors 4 einen Dauerlichtstrahl aus. In einer vorteilhaften Aus­ führungsform kann der Sender 5 Sendelicht in Form von Sendepulsen mit einem definierten Puls-Pausenverhältnis aussenden. Dies ist insbesondere dann vorteil­ haft, wenn an einen Senderausgang 18 bzw. Empfängereingang 19 jeweils mehrere Sender 5 und Empfänger 6 in Reihenschaltung angeschlossen sind. Die Puls-Pausenverhältnisse der einzelnen Sendepulsfolgen sind so dimensioniert, daß es zu keinen Überlagerungen verschiedener Sendepulse kommen kann.

Der Sender 5 des Sensors 4 wird über den Microcontroller 15 aktiviert. Hierzu ist von einem Ausgang des Microcontrollers 15 eine Zuleitung SEAKT zum Senderausgang 18 geführt. Diese Zuleitung SEAKT verzweigt an einem Knoten­ punkt und ist auf einen Eingang des Watchdogs 16 und auf einen Eingang der Testschaltung 17 geführt. Über die auf der Zuleitung SEAKT übertragenen Sig­ nalpulse werden die Testschaltung 17 und der Watchdog 16, welcher den Microcontroller 15 über die Zuleitung RESET ansteuert, getriggert. Schließlich ist die Zuleitung SEAKT zur Triggerung der Überbrückungsschaltung 12 auf den Überbrückungsausgang 21 geführt.

Die Ansteuerung der Aktoren 3 erfolgt über den Microcontroller 15 und die Testschaltung 17. Hierzu führt von einem Ausgang des Microcontrollers 15 die Zuleitung RELON und von einem Ausgang der Testschaltung 17 die Zuleitung STAT zu den beiden Aktoren 3, wobei zur Funktionsüberprüfung die Zuleitung STAT auf einen Eingang des Microcontrollers 15 geführt ist.

Die Zuleitungen RELON und STAT sind über eine Relaisanschaltung 22 auf die von zwangsgeführten Relais gebildeten Aktoren 3 geführt. Über die Relaisan­ schaltung 22 werden die Zuleitungen RELON und STAT jeweils auf beide Aktoren 3 geführt. Zur Stromversorgung der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 ist ein Netzteil 23 vorgesehen, welches über eine Zuleitung 24 mit der Relaisan­ schaltung 22 verbunden ist.

Zum Einlesen der am Empfänger 6 des Sensors 4 anstehenden Empfangssignale führt vom Empfängereingang 19 eine Zuleitung LSON jeweils auf einen Ein­ gang des Microcontrollers 15 und zu einem Eingang der Testschaltung 17.

Zum Einlesen der Überbrückungssignale führt eine Zuleitung MUTON vom Überbrückungseingang 20 auf einen Eingang des Microcontrollers 15 und einen Eingang der Testschaltung 17.

Die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 weist eine Starttaste 25 auf, deren Schaltsignale über die Zuleitung START auf einen Eingang des Microcontrollers 15 und einem Eingang der Testschaltung 17 geführt sind.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Sicherheitsschalter­ anordnung 1 ist die Testschaltung 17 von einem Microcontroller oder von einem Mikroprozessor gebildet, welcher von einem zusätzlichen Watchdog angesteuert wird.

Dieser Watchdog wird vom Mircocontroller 15 angesteuert. Entsprechend wird der erste Watchdog von der Testschaltung 17 angesteuert.

Der zusätzliche Watchdog steuert analog zum ersten Watchdog 16 die Test­ schaltung über eine RESET Zuleitung an.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Microcontroller 15 und die Testschal­ tung 17 sowie deren Ansteuerungen einen vollständigen symmetrischen Aufbau aufweisen.

Entsprechend werden die Ausgangssignale RELON und STAT des Microcon­ trollers 15 und der Testschaltung 17 symmetrisch weiter verarbeitet. Hierzu werden die Ausgangssignale einem nicht dargestellten UND-Glied zugeführt. Der Ausgang des UND-Gliedes ist auf die Relaisanschaltung 22 geführt.

Bei Inbetriebnahme der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 durch Einschalten der Stromversorgung befinden sich die Sicherheitsschaltungsanordnung 1 und die Überbrückungsschaltung 12 in einem Wartebetrieb.

Während des Wartebetriebs werden vom Microcontroller 15 der Sicherheits­ schaltungsanordnung 1 lediglich die aktuellen Empfangssignale von Empfänger­ eingang 19 abgefragt.

Durch Betätigen der Starttaste 25 erfolgt auf der Zuleitung START ein Signalwechsel vom Wert "1" auf den Wert "0".

Mit diesem Signalwechsel erfolgt der Wechsel von Wartebetrieb in den Testbe­ trieb.

Während des Testbetriebs erfolgt eine einmalige Funktionsüberprüfung des Sensors 4, falls das Empfangssignal am Empfängereingang 19 den Schaltzu­ stand "frei" annimmt und somit keine Gefährdung von Personen zu befürchten ist.

Die Funktionsüberprüfung des Sensors 4 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Zum Zeitpunkt t = t₁ wird der Sender 5 für eine vorgegebene Zeit deaktiviert, was empfangsseitig zu einer Zeit t₂ registriert wird. Wird die Änderung des Emp­ fangssignals in einem vom Microcontroller 15 vorgegebenen Zeitfenster emp­ fangen, so wird im Microcontroller 15 ein Freigabemerker gesetzt. Wird die Starttaste 25 nochmals betätigt und wechselt der Schaltzustand der Starttaste 25 vom Wert "0" auf den Wert "1" so erfolgt ein Übergang vom Testbetrieb in den Schutzbetrieb.

Wird jedoch die Deaktivierung des Senders 4 empfangsseitig nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters registriert, wird eine Fehlermeldung im Microcontrol­ ler 15 erzeugt, worauf ein Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler" er­ folgt, in welchem die Aktoren 3 deaktiviert werden.

Nimmt während des Testbetriebs der Signalzustand des Sensors 4 den Wert "nicht frei" an, ist also der Strahlengang zwischen Sender 5 und Empfänger 6 durch Objekteingriff unterbrochen, so wird geprüft, ob der Sensor 4 überbrückt ist und der Objekteingriff demzufolge nicht sicherheitskritisch ist.

Hierzu wird vom Microcontroller 15 einmalig abgefragt, ob am Überbrückungs­ eingang 20 ein Überbrückungssignal ansteht. Ist dies nicht der Fall erfolgt ein Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler". Steht jedoch ein Überbrückungssignal an, so werden in Antwort auf das Überbrückungssignal Testimpulse von der Sicherheitsschaltungsanordnung 1 an die Überbrückungsschaltung 12 gesendet.

Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht. Wenn ab den Zeitpunkt t₃ ein Überbrüc­ kungssignal am Überbrückungseingang 20 ansteht, so wird zur Zeit t₄ ein Test­ impuls der Länge t₅-t₄ an die Überbrückungsschaltung 12 gesendet. Im fehler­ freien Fall wird daraufhin das Überbrückungssignal für die Zeit t₇-t₅ deaktiviert und danach wieder aktiviert. Wird diese Signalfolge in der Sicherheitsschal­ tungsanordnung 1 registriert, so wird der Freigabemerker gesetzt und bei nach­ folgenden Betätigen der Starttaste 25 erfolgt der Übergang in den Schutzbetrieb. Andernfalls erfolgt der Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler".

Im Schutzbetrieb wird die Funktion des Sensors 4 gemäß Fig. 3 zyklisch ge­ prüft. Ist der Sensor 4 im Signalzustand "frei" so erfolgt eine Aktivierung der Aktoren 3 und die Inbetriebsetzung des Arbeitsgeräts 2.

Ist der Sensor 4 im Signalzustand "nicht frei" so wird der Überbrückungsein­ gang 20 auf Anliegen des Überbrückungssignals abgefragt. Liegt kein Überbrüc­ kungssignal an, so erfolgt ein Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler". Liegt ein Überbrückungssignal an, so werden zyklisch Testimpulse an die Über­ brückungsschaltung 12 zu deren Funktionsüberprüfung übertragen (Fig. 4). Er­ gibt diese Prüfung einen Fehler, so erfolgt der Übergang vom Schutzbetrieb in den Betriebszustand "Systemfehler". Andernfalls erfolgt die Aktivierung der Aktoren 3.

Claims (16)

1. Sicherheitsschaltungsanordnung (1) zum Aktivieren und Deaktivieren zweier ein Arbeitsgerät (2) in Betrieb setzender Aktoren (3) in Abhängig­ keit von Schaltsignalen von Sensoren (4) mit jeweils einem Sender (5) und einem Empfänger (6), wobei die Funktionsfähigkeit der Sicher­ heitsschaltungsanordnung (1) und der daran angeschlossenen Sensoren (4) durch die Sicherheitsschaltungsanordnung (1) zyklisch überprüfbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß an die Sicherheitsschaltungsanordnung (1) eine Überbrückungsschaltung (12) angeschlossen ist, an welche Signalgeber (8) angeschlossen sind, wobei in Abhängigkeit der Signale der Signalgeber (8) in der Überbrückungsschaltung (12) ein Überbrückungssignal erzeugbar ist, welches in die Sicherheitsschaltungsanordnung (1) einlesbar ist und dort die Schaltsignale eines oder mehrerer Sensoren (4) überbrückt, welche nicht zur Abwendung von Gefahrensituationen notwendig sind, so daß diese das Aktivieren oder Deaktivieren der Aktoren (3) nicht mehr be­ einflussen, daß die Überbrückungssignale in der Sicherheitsschaltungs­ anordnung (1) zyklisch überprüfbar sind, und daß die Aktoren (3) deaktiviert werden, falls bei der Funktionsüberprüfung ein Sensor (4) den Signalzustand "nicht frei" einnimmt und falls dieser Sensor (4) nicht überbrückt ist.

2. Sicherheitsschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (8) redundant ausgelegt sind.

3. Sicherheitsschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung der Funktion der Signalgeber (8) eine Steuereinheit (13) an die Überbrückungsschaltung (12) anschließbar ist.

4. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit der Überbrückungsschaltung (12) über zwei Zuleitungen (14, 14') verbunden ist, wobei über die erste Zuleitung (14) die Überbrückungssignale in die Sicherheitsschaltungsanordnung (1) einge­ lesen werden und zur Funktionsprüfung über die zweite Zuleitung (14') Testimpulse in die Überbrückungsschaltung (12) eingelesen werden, wo­ durch im fehlerfreien Fall die Überbrückungssignale kurzzeitig geändert werden.

5. Sicherheitsschaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Testimpulse nur bei Vorhandensein eines Überbrückungssignals in die Überbrückungsschaltung (12) eingelesen werden.

6. Sicherheitsschaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach erfolgter Überprüfung der Überbrückungsschaltung (12) im Fehlerfall die Überbrückungssignale deaktiviert werden.

7. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Auswerteeinheit aufweist, in der als Zuordnung die in Ab­ hängigkeit der Überbrückungssignale zu überbrückenden Sensoren (4) ab­ gespeichert sind und diese von der Auswerteeinheit angesteuert werden.

8. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit der Überbrückungsschaltung (12) über mehrere Paare von Zuleitungen (14, 14') verbunden ist, und daß in Abhän­ gigkeit von jeweils einer vorgegebenen Anzahl von an die Überbrückungs­ schaltung (12) angeschlossenen Signalgebern (8) über eine bestimmte Zulei­ tung (14) Überbrückungssignale in die Sicherheitsschaltungsanordnung (1) einlesbar und dadurch von dieser jeweils eine vorgegebene Zahl von Sensoren (4) überbrückbar sind.

9. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Überbrückungsschaltung (12) den Überbrüc­ kungssignalen Kennungen aufgeprägt werden, welche abhängig von den Signalzuständen der Signalgeber (8) sind, daß in der Auswerteeinheit der Sicherheitsschaltungsanordnung (1) die Kennungen der eingelesenen Über­ brückungssignale dekodiert werden, und daß in Abhängigkeit der Kennun­ gen eine vorgegebene Anzahl von Sensoren (4) überbrückt wird.

10. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (4) als binäre optoelektronische Senso­ ren ausgebildet sind, wobei bei Vorliegen eines Signalzustandes "frei" bei jedem nicht überbrückten Sensor (4) beide Aktoren (3) aktiviert sind, so daß das Arbeitsgerät (2) in Betrieb gesetzt wird.

11. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsschaltung (12) von einem Micro­ controller gebildet ist.

12. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese und die Überbrückungsschaltung (12) in einer gemeinsamen Schaltung integriert sind.

13. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (8) als binäre optoelektronische Sen­ soren ausgebildet sind.

14. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (4) und Signalgeber (8) als Licht­ schranken ausgebildet sind.

15. Sicherheitsschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine redundante Auswerteeinheit aufweist, bestehend aus einem Microconroller (15), welche von einem ersten Watchdog (16) angesteuert wird, und einer Testschaltung (17), daß die Empfangssignale des Empfängers (6) des Sensors (4) sowie die Über­ brückungssignale der Überbrückungsschaltung (12) jeweils auf einen Ein­ gang des Microcontrollers (15) und der Testschaltung (17) geführt sind, daß von einem Ausgang des Microcontrollers (15) eine Zuleitung SEAKT zum Sender (4), zur Überbrückungsschaltung (12) und zu dem Watchdog (16) zu deren Triggerung geführt ist, daß von einem Ausgang des Microcontrollers (15) eine Zuleitung RELON und von einem Ausgang der Testschaltung (17) eine Zuleitung RELON, STAT auf eine Relaisan­ schaltung (22), an welche die Aktoren (3) angeschlossen sind, geführt sind, und wobei von den Aktoren (3) eine Zuleitung (24) zu einem Netzteil (23) führt.

16. Sicherheitsschaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß diese zur Inbetriebnahme eine Starttaste (25) aufweist, welche an den Microcontroller (15) und die Testschaltung (17) angeschlossen ist.